MA TRẬN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2015 – 2016 M N ĐR Rx UBND THỊ XÃ BUÔN HỒ PHÒNG GD&ĐT TX BUÔN HỒ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THỊ XÃ NĂM HỌC 2015 – 2016 Môn Vật lí 9 Thời gian 150 phút ( không k[.]
Trang 1M N
Đ R
Rx
UBND THỊ XÃ BUÔN HỒ
PHÒNG GD&ĐT TX BUÔN HỒ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THỊ XÃ NĂM HỌC : 2015 – 2016
Môn : Vật lí 9
Thời gian : 150 phút ( không kể thời gian giao đề )
Buôn Hồ, ngày 25 tháng 02 năm 2016
-Bài 1 : ( 3,0 điểm ) Khi đã đi qua được chiều dài của chiếc cầu xe lửa AB, người bộ hành
nghe được tiếng còi xe lửa chạy cùng chiều về phía cầu Nếu người đó chạy cùng chiều với xe lửa thì khi anh ta chạy đến đầu cầu B, đầu xe lửa bắt kịp anh ta, nếu người đó chạy ngược lại về phía A, thì khi anh ta về đến A là khi đầu xe lửa bắt đầu lên cầu Biết vận tốc chạy của người bộ hành là không đổi, vận tốc của xe lửa là 60km/h Tính vận tốc chạy của người bộ hành ?
Bài 2 : ( 3,0 điểm ) Một thấu kính có tiêu cự 6cm, vật sáng AB có dạng mũi tên đặt trên trục
chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, qua thấu kính thu được một ảnh thật cách vật 25cm xác định vị trí của vật và ảnh ?
Bài 3 : ( 4,0 điểm ) Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ Mắc
vào A, B một hiệu điện thế UAB = 1,5V thì vôn kế mắc vào C,
D chỉ giá trị U1 = 1V Nếu thay vôn kế bằng ampe kế cũng
mắc vào C, D thì ampe kế chỉ giá trị I = 60mA Bây giờ người
ta thay đổi lại, bỏ ampe kế đi và cũng mắc vào C, D một hiệu
điện thế UCD = 1,5V, còn vôn kế mắc vào A, B thì vôn kế chỉ U2 = 1V Biết vôn kế có điện trở rất lớn và ampe kế có điện trở rất nhỏ Xác định các giá trị R1; R2; R3 ?
Bài 4 : ( 3,0 điểm ) Một thỏi nước đá có khối lượng 200g ở -100C
a Tính nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá biến thành hơi hoàn toàn ở 1000C ?
b Nếu bỏ thỏi nước đá trên vào một xô nước bằng nhôm ở 200C Sau khi cân bằng nhiệt ta thấy trong xô còn lại một cục nước đá có khối lượng 50g Tính lượng nước đã có trong xô lúc đầu ?
Biết xô có khối lượng 100g, cđ = 1800J/kg.k, λ = 3,4.105J/kg, cn = 4200 J/kg.K, cnh=
880J/kg.k, L =2,3.106J/kg
Bài 5 : ( 3,0 điểm ) Hai quả cầu đặc có thể tích mỗi quả là V =
100m3 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không co giãn thả
trong nước (hình vẽ bên) Khối lượng quả cầu bên dưới gấp 4 lần
khối lượng quả cầu bên trên Khi cân bằng thì 1/2 thể tích quả cầu
bên trên bị ngập trong nước Hãy tính:
a Khối lượng riêng của các quả cầu ?
b Lực căng của sợi dây ?
Cho biết khối lượng của nước là D0 = 1000kg/m3
Bài 6 : ( 4,0 điểm )
a Cho mạch điện như hình vẽ bên, trong đó hiệu điện thế
UMN = 24V ( không đổi ) R = 12 , đèn Đ loại 12V-6W, Rx
là biến trở con chạy Xác định giá trị của Rx để công suất
tiêu thụ trên Rx đạt giá trị cực đại ? Tính giá trị cực đại đó ?
b Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở của một ampe kế Dụng cụ gồm: một
nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, một điện trở Ro đã biết giá trị, một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn Ro, hai công tắc điện K1 và K2, một số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể
-HẾT -Họ và tên thí sinh : ……… Số báo danh : ………
ĐỀ CHÍNH THỨC
A
B
C
D R
3
Trang 2UBND THỊ XÃ BUÔN HỒ
PHÒNG GD&ĐT TX BUÔN HỒ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THỊ XÃ NĂM HỌC : 2015 – 2016
HƯỚNG DẪN CHẤM
1
( 3,0 điểm )
Gọi : v(km/h) là vận tốc chạy của người bộ hành trên cầu AB
(km) là chiều dài chiếc cầu AB
C là vị trí người đi bộ trên cầu AB khi anh ta nghe được tiếng còi xe lửa
D là vị trí tương ứng của đầu xe lửa khi phát ra tiếng còi
DA = x(km)
0,25
Thời gian người bộ hành chạy từ C đến B là : t1 = (h) Trong thời gian đó đầu xe lửa cũng chạy từ D đến B:
0,5
Thời gian người bộ hành chạy từ C đến A là : t2 = (h) Trong thời gian đó đầu xe lửa cũng chạy từ D đến A :
0,5
Từ (1) và (2) ta có : - => v = km/h Vậy người bộ hành chạy với vận tốc v = 15km/h
0,75
2
Theo đề ta có : AO + A’O = 25 => AO = 25 – A’O( 4) 0,25
I O
A
B
A'
B'
Trang 3Từ (3) và (4) ta có: <=> 0,5
<=> A’O2 – 25A’O + 150 = 0 Giải phương trình trên ta được :
A’O = 15cm => AO = 10cm A’O = 10cm AO = 15cm
0,5
* Nếu vật cách thấu kính một khoảng AO = 10cm thì ảnh cách thấu kính một khoảng A’O = 15cm
* Nếu vật cách thấu kính một khoảng AO = 15cm thì ảnh cách thấu kính một khoảng A’O = 10cm
0,5
3
( 4,0 điểm )
Vôn kế có điện trở rất lớn, nên khi mắc vào hai điểm C,D thì dòng
điện chạy qua R3 là rất nhỏ ( xem như = 0 )lúc này mạch có R1 và R2 mắc nối tiếp nhau
Ta có : UCD = UR2 = U1 = 1V => UR1 = 0,5 V
=> R2 = 2R1
0,75
Khi đặt vào C, D và mắc vôn kế vào A, B ta thấy vôn kế cũng chỉ 1V Vậy không khác gì ta hoán vị ( đổi chỗ ) hai điện trở R1 và R3 cho nhau mà mạch điện không thay đổi
Nên: R3 = R1 =
0,75
Khi mắc ampe kế vào C, D thì ampe kế chỉ giá trị I = I3 = 60mA = 0,06A Lúc này R2 và R3 mắc song song
Nên I2 = I3 = = 0,03A
0,75
Ta lại có : UAB = I1R1 + I2R2 = I1R1 + 2I2R1
0,75
=> R3 = R1 = 10 và R2 = 2 10 = 20
Vậy R3 = R1 = 10 và R2 = 20
0,5
4 a
( 1,5 điểm ) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -10
0C đến 00C Q1 = m1C1(t2 - t1) = 3600(J)
0,25
Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn ở 00C
Q2 = m1.λ = 68000 (J)
0,25 Nhiệt lượng nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 00C đến 1000C 0,25
Trang 4Q3 = m1C2(t3 - t2) = 84000(J) Nhiệt lượng nước thu vào để hóa hơi hoàn toàn ở 1000C
Q4 = m1.L = 460000(J)
0,25
Nhiệt lượng cần cung cấp trong suốt quá trình:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 615600(J)
0,5
4 b
( 1,5 điểm )
Gọi m' là lượng nước đá đã tan: m' = 200 - 50 = 150g = 0,15kg 0,25
Do nước đá tan không hết nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 00C 0,25 Nhiệt lượng mà m' (kg) nước đá thu vào để nóng chảy:
Q' = m'λ = 51000 (J)
0,25
Nhiệt lượng do m'' Kg nước và xô nhôm tỏa ra để giảm xuống từ 200C đến 00C
Q" = (m"C2 + mnhCnh)(20 - 0)
0,25
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
Q" = Q' + Q1 hay:(m"C2 + mnhCnh)(20 - 0) = 51000 + 3600
m" 0,629 (kg) 629 g Vậy khối lượng nước có trong xô là m" 629 g
0,5
5 a
( 1,5 điểm )
Vì 2 quả cầu có cùng thể tích V, mà m2 = 4m1 nên P2 = 4 P1 => D2 = 4.D1 ( 1)
0,5 Xét hệ 2 quả cầu cân bằng trong nước Khi đó ta có:
P1 + P2 = FA + F’A => (2)
2
3 D
D1 2 D0
0,5
Từ (1) và (2) suy ra: D1 = 0,3 D0 = 300kg/m3
D2 = 4 D1 = 1200kg/m3
0,5
5 b
( 1,5 điểm ) Các lực tác dụng lên hệ như hình vẽ : 0,25
Xét từng quả cầu ta thấy :
- Quả cầu 1 cân bằng thì: FA = P1 + T
- Quả cầu 2 cân bằng thì: F’A = P2 - T
0,5
FA
F’A
P2
P1
T
T
Trang 5Với FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 0,25
=>
A
A
F T P
F T P
'
'
1
1 => 5.T = F’A => T F'5A = 0,2 N
0,5
6a
( 2,5 điểm )
Điện trở của đèn là : Rđ = Điện trở tương đương của mạch là :
Rtđ = R + Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính :
I = Hiệu điện thế hai đầu Rx :
Ux = I.Rđx = = Công suất tiêu thụ trên biến trở Rx : Px = =
(0,25 đ)
(0,25 đ)
(0,25 đ)
(0,25 đ)
(0,25 đ)
=
0,75
Px đạt giá trị cực đại khi : = 0 hay Rx = 8
Vậy để công suất tiêu thụ trên Rx đạt giá trị cực đại thì Rx = 8
(0,25 đ)
Công suất tiêu thụ lớn nhất trên Rx là : Px = Pmax = = = 8W (0,25 đ)
6b
( 1,5 điểm ) + Bố trí thí nghiệm như hình vẽ
( hoặc mô tả đúng cách mắc)
0,25
+ Bước 1: Chỉ đóng khoá K1: số chỉ ampe kế là I1
Ta có: U = I1(RA+ Ro) (1) + Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I1 Khi đó phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị Ro
0,5
+ Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1
và K2, số chỉ ampe kế là I2
Ta có: (2)
0,5
U
K1 Ro
Rb
K2
A
Trang 6+ Giải hệ phương trình (1) và (2), ta có:
Ghi chú :
- Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa ( kể cả cách giải định tính )
- Nếu học sinh không ghi đơn vị hoặc sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho cả bài đó